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SMR: 차세대 에너지원의 미래

일반 리포트 2025년 01월 08일
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목차

  1. 요약
  2. SMR의 기술적 특징
  3. SMR 시장 전망
  4. 국내 SMR 관련 기업
  5. 국외 SMR 관련 기업
  6. SMR의 상용화 현황 및 정부 지원
  7. 결론

1. 요약

  • 리포트는 소형 모듈형 원자로(SMR)의 현재 기술 상황과 시장 전망을 조망하며, SMR이 탄소중립 목표 달성에 어떤 기여를 할 수 있는지를 분석합니다. SMR은 안전성, 경제성, 유연성을 갖춘 차세대 에너지원으로, 여러 국가에서 연구개발이 활발히 진행되고 있습니다. 또한 국내외 기업들의 SMR 관련 활동을 살펴보면서 SMR이 글로벌 에너지 시장에서 어떤 역할을 할 수 있을지 조명합니다. 주요 기업으로는 미국의 뉴스케일파워(NuScale Power)와 두산에너빌리티 등이 있으며, 이들 기업은 기술 개발과 상용화를 위해 협력하고 있습니다.

2. SMR의 기술적 특징

  • 2-1. 패시브 안전 시스템

  • 소형 모듈형 원자로(SMR)는 전기나 외부 조작 없이도 자연 대류와 중력만으로 열을 제거할 수 있는 패시브 안전 시스템을 갖추고 있습니다. 이는 대형 원자로보다 안전성을 높이며, 설계가 소형화되어 있어 열 출력이 낮고, 사고 발생 시 냉각이 상대적으로 용이합니다.

  • 2-2. 모듈식 건설 방식

  • SMR은 공장에서 사전 제작 후 현장에서 조립이 가능하다는 점에서 경제성과 유연성을 보유하고 있습니다. 이러한 모듈식 건설 방식은 공사 기간과 비용을 절감할 수 있으며, 다양한 장소에 설치할 수 있는 장점이 있습니다.

  • 2-3. 탄소 배출 감소 효과

  • SMR은 청정에너지 공급을 목표로 하여 화석 연료 대체가 가능하며, 탄소 배출이 거의 없어 기후 변화 대응에 효과적입니다. SMR 기술은 여러 국가에서 탄소중립 목표에 부합하여 적극적으로 연구개발이 진행되고 있습니다.

3. SMR 시장 전망

  • 3-1. 에너지 수요와 탄소중립 대응

  • 소형 모듈형 원자로(SMR)는 탄소중립 목표에 부합하며, 여러 국가에서 미래 에너지원으로 각광받고 있습니다. 특히 미국, 캐나다, 영국, 한국 등이 적극적으로 연구 개발에 투자하고 있습니다. 이를 통해 향후 수십 년간의 에너지 수요를 저탄소 방식으로 충족하려는 움직임이 활발하게 진행되고 있습니다.

  • 3-2. 신흥 시장 및 적용 분야

  • SMR은 중소형 전력 생산을 필요로 하는 지역과 산업에 적합합니다. 아프리카나 동남아시아와 같은 전력 인프라가 취약한 국가에서의 수요가 커질 것으로 예상됩니다. 또한 해양 산업, 군사 시설 등 원격지나 극한 환경에서도 운영할 수 있는 가능성도 큽니다.

  • 3-3. 투자 및 경제적 잠재력

  • SMR 시장은 원자력 업계뿐 아니라 여러 투자자들에게도 매력적으로 다가오고 있습니다. 시장 조사업체에 따르면, SMR 시장은 연평균 10% 이상의 성장률을 보이며, 2030년까지 큰 시장을 형성할 것으로 예상됩니다.

  • 3-4. 규제 및 안전성 문제

  • SMR 기술은 기존 원자력 발전 규제 프레임워크와 다르기 때문에, 이를 위한 새로운 규제 및 인허가 절차가 필요합니다. 각국의 원자력 규제 기관들은 SMR의 안전성을 평가하고 승인 절차를 마련 중이며, 이는 기술 상용화의 주요 관건이 될 것입니다.

4. 국내 SMR 관련 기업

  • 4-1. 코스피 상장 기업 분석

  • 한국의 코스피 시장에는 소형 모듈형 원자로(SMR)와 관련된 여러 기업들이 상장되어 있습니다. 주요 기업들은 다음과 같습니다: 1. 두산에너빌리티 (034020) - 주요 사업: 원자력 발전소의 핵심 기기 제작 및 공급. - 특징: 미국의 SMR 기업인 뉴스케일파워와 협력하여 대규모 건설 프로젝트에 참여하고 있습니다. 2. 한전기술 (052690) - 주요 사업: 원자력 발전소의 설계 및 플랜트 건설. - 특징: 원자로 계통 설계와 원전 종합설계를 모두 수행할 수 있는 경쟁력을 보유하고 있습니다. 3. 현대건설 (000720) - 특징: 미국의 원전 설계 및 제조기업 홀텍사와 협력하여 SMR 시설 건설을 추진하고 있습니다.

  • 4-2. 코스닥 상장 기업 분석

  • 코스닥 시장에도 SMR과 관련된 기업들이 상장되어 있으며, 주요 기업들은 다음과 같습니다: 1. 비에이치아이 (083650) - 주요 사업: 발전기용 배열회수보일러 제작. - 특징: 두산에너빌리티에 배열회수보일러를 공급하며, 원자력 보조 기기 제조를 담당하고 있습니다. 2. 우리기술 (032820) - 주요 사업: 원자력 발전소의 계측제어 시스템 공급. - 특징: 원전 관련 계측제어 시스템 분야에서 기술력을 보유하고 있습니다. 3. 우진 (105840) - 주요 사업: 원자력 발전소의 계측기기 제조. - 특징: 노내핵계측기 등 원전 계측기기를 생산하며, SMR 분야에서도 관련 기술을 보유하고 있습니다. 4. 오르비텍 (046120) - 주요 사업: 비파괴검사 및 방사선 관리. - 특징: 원자력 발전소의 안전성 검사와 방사선 관리 서비스를 제공하며, SMR 분야에서도 활동하고 있습니다. 5. 서전기전 (189860) - 주요 사업: 전력기기 및 전기제어장치 제조. - 특징: 원자력 발전소의 전력기기 공급 경험을 바탕으로 SMR 관련 사업에 참여하고 있습니다.

5. 국외 SMR 관련 기업

  • 5-1. NuScale Power

  • NuScale Power는 미국의 선도적인 소형 모듈형 원자로(SMR) 개발 기업으로, 2007년에 설립되어 오리건주 포틀랜드에 본사를 두고 있습니다. 이 회사는 2020년 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 SMR 설계 인증을 최초로 받았습니다. NuScale은 77메가와트(MWe)의 전력을 생산할 수 있는 NuScale Power Module(NPM)을 개발하였으며, 이를 기반으로 14개, 612개의 NPM을 수용할 수 있는 세 가지 크기의 VOYGR 발전소 설계를 제공합니다. 두산에너빌리티와 협력하여 원자로 모듈 제작을 진행하고 있으며, 루마니아와 폴란드에도 SMR 설치를 계획하고 있습니다.

  • 5-2. BWX Technologies Inc.

  • BWX Technologies Inc.는 SMR 및 전통적인 원자로 설계와 제작에 참여하는 미국의 원자력 관련 기업입니다. 이 회사는 미국 에너지부와 방위부를 위해 SMR 개발 프로젝트에 참여 중이며, 원자력 분야에 다양한 기술적 솔루션을 제공합니다.

  • 5-3. Fluor Corporation

  • Fluor Corporation은 대형 엔지니어링 회사로, NuScale Power의 주요 투자자이자 파트너입니다. SMR 설계 및 상용화를 지원하고 있으며, 미국과 해외 시장에 NuScale의 SMR을 적용하는 프로젝트를 공동으로 진행하고 있습니다.

  • 5-4. General Electric

  • General Electric은 GE와 히타치의 합작사로, 소형 모듈형 원자로 기술 개발을 추진하고 있습니다. 이 기업은 BWRX-300이라는 SMR 모델을 개발하여 캐나다, 폴란드 등 여러 국가에 공급할 계획을 세우고 있습니다.

  • 5-5. Westinghouse Electric Company

  • Westinghouse Electric Company는 SMR 시장에서 신형 소형 모듈형 원자로 eVinci의 개발을 추진하는 원자력 기업입니다. 이 회사는 자체 기술로 소형 원자로를 개발하며, eVinci는 이동 및 분산형 전력 공급을 위한 제품으로 기대를 모으고 있습니다.

  • 5-6. X-Energy

  • X-Energy는 트라이스트리늄염을 사용한 고온가스로를 개발 중인 원자력 스타트업으로, SMR 상용화를 목표로 하고 있습니다. 이 회사는 다우케미칼과 협력하여 산업적 수요를 만족시키는 SMR을 개발하고 있으며, 여러 전력회사와 파트너십을 맺고 있습니다.

  • 5-7. Constellation Energy

  • Constellation Energy는 기존 원자력 발전소를 운영하는 대규모 전력 회사로, SMR 상용화 및 배치 가능성을 모색하고 있습니다. 이 회사는 SMR 개발 관련 기술에 투자하며 미국과 글로벌 SMR 프로젝트에 참여할 계획을 갖고 있습니다.

6. SMR의 상용화 현황 및 정부 지원

  • 6-1. 미국 정부의 SMR 개발 투자 현황

  • 미국 정부는 소형 모듈형 원자로(SMR)의 개발을 지원하기 위해 여러 가지 프로그램을 운영하고 있습니다. 2012년, 미국 에너지국은 5년 동안 총 4억5천200만 달러를 지원하는 SMR 기술 허가지원 프로그램을 론칭하였습니다. 이 프로그램에 따르면, 4개의 기업이 45~225㎿e 규모의 SMR 개발에 지원하였고, 이 중 Babcock & Wilcox(B&W)가 수혜 기업으로 선정되었습니다. B&W는 2014년까지 에너지국으로부터 SMR 개발비로 총 1억1천100만 달러를 수령했으나, 회사 내부 사정으로 개발이 중단되었습니다. 또한, 2012년 3월에는 미국 에너지국이 남캐롤라이나주 사바나 강 지역에 SMR 시범 건설을 위한 공모를 실시하였고, 3개사와 건설 부지 계약을 체결하였습니다. 계약된 3개사는 각각 하이페리온(Hyperion)의 25㎿e FNR, 홀텍(Holtec)의 160㎿e PWR, 뉴스케일파워(NuScale Power)의 45㎿e PWR입니다. 2013년 12월에 뉴스케일파워와 미국 에너지국은 SMR 개발 비용을 5 대 5 비율로 공동 투자하기로 합의하였으며, 5년 동안 2억1천700만 달러를 지원하기로 발표하였습니다. 2016년 초, SMR 관련 기업과 기관이 SMR 스타트(SMR Start)라는 컨소시엄을 구성하여 상업용 SMR 제작에 있어 기업, 기관 및 관련 조직 간 소통 창구를 마련하였습니다. 이 외에도 여러 기업들이 SMR 관련 개발에 수혜를 받고 있으며, 안정적인 에너지원으로 SMR의 필요성이 점점 더 대두되고 있습니다.

  • 6-2. 국제 협력 및 한국 기업의 참여

  • 국제적으로 SMR 개발에 대한 협력이 활발히 이루어지고 있습니다. 뉴스케일파워는 미국 최초로 SMR 설계 인증을 받으며, 2013년 12월에 45㎿e 출력의 경수로형 원자로(PWR)에 대한 투자 승인을 받았습니다. 현재는 이 모델의 출력을 77㎿e로 높여 개발 중이며, 2025년까지 아이다호 주에 SMR을 건설할 예정입니다. 이 프로젝트에는 한국 기업 두산에너빌리티가 1억380만 달러를 투자하여 기자재 공급 계약을 체결하였습니다. 또한, 뉴스케일파워는 2022년 5월 루마니아 국유 원자력 회사와 SMR 건설에 관한 MOU를 체결하여, 루마니아에 총 462㎿e의 SMR 발전소를 건설할 계획입니다. 이 외에도 한국의 현대엔지니어링, SK이노베이션 등 다양한 기업들이 SMR의 설계 및 기술 개발에 참여하고 있으며, 국내외 기업들이 협력하여 SMR의 상용화를 위한 기반을 지속적으로 다지고 있습니다.

결론

  • SMR은 기존 원자력 발전의 한계를 극복하고 탄소중립 사회로 전환하기 위한 중요한 기술로 가능성이 큽니다. SMR의 안전성 및 경제성은 전력 인프라가 부족한 국가들에서 특히 중요할 수 있으며, 뉴스케일파워와 같은 기업들의 역할이 부각되고 있습니다. 그러나 이러한 기술의 상용화를 이루기 위해서는 규제 및 안전성 문제를 해결하는 것이 필수적입니다. SMR의 성공적인 상용화는 글로벌 에너지 시장에 큰 영향을 주며 지속 가능한 발전에 기여할 것입니다. 앞으로 SMR 기술이 어떻게 발전해 나가느냐에 따라 에너지 수급과 환경 보호에 중요한 변화를 가져올 것입니다.

용어집

  • 소형 모듈형 원자로(SMR) [기술]: 소형 모듈형 원자로(SMR)은 기존의 대형 원자력 발전소와 비교하여 상대적으로 작은 규모로 설계된 원자로로, 안전성, 경제성, 유연성을 갖춘 차세대 에너지원으로 주목받고 있습니다. SMR은 공장에서 모듈형으로 제작된 후 현장에서 조립이 가능하여 건설 기간과 비용을 절감할 수 있으며, 탄소 배출도 거의 없는 청정 에너지원으로서 기후 변화 대응에 효과적입니다.
  • 뉴스케일파워(NuScale Power) [기업]: 뉴스케일파워는 미국의 선도적인 소형 모듈형 원자로(SMR) 개발 기업으로, 세계 최초로 SMR 설계 인증을 받은 기업입니다. SMR 기술의 상용화를 통해 안전하고 효율적인 에너지 공급을 목표로 하고 있으며, 글로벌 에너지 시장에서의 영향력을 확대하고 있습니다.

출처 문서